一种自动挑菌仪及微生物筛选方法技术

本发明专利技术公开了一种自动挑菌仪及微生物筛选方法，自动挑菌仪包括移液工作站和浊度计，浊度计安装在移液工作站上，本发明专利技术还公开了基于自动挑菌仪的微生物筛选方法，该方法用于单个菌株的获取。本发明专利技术的移液工作站结合浊度计，相比于以往的移液工作站结合酶标仪，测量环境对于微生物的生长的影响更低，使本发明专利技术能够在厌氧环境和其他尽量减少暴露时间的情况下，也能快速准确的测量确定微生物的生长情况；另外，浊度计可直接读取孔内浊度后生成移液工作站的挑取序列文件，供移液工作站挑取微生物。本发明专利技术基于自动挑菌仪提供的用于单个菌株的获取的筛选方法，通过使用自动挑菌仪进行筛选，从复杂样品中将单个菌株分离出来，获得了有明显生长的单个菌株。

An Automatic Bacteriometer and Microbial Screening Method

The invention discloses an automatic fungus picking instrument and a microbial screening method. The automatic fungus picking instrument includes a liquid transferring workstation and a turbidimeter. The turbidimeter is installed on the liquid transferring workstation. The invention also discloses a microbial screening method based on the automatic fungus picking instrument, which is used for acquiring a single strain. Compared with the previous liquid transfer workstation combined with an enzyme marker, the measuring environment of the present invention has lower influence on the growth of microorganisms, so that the present invention can quickly and accurately measure and determine the growth of microorganisms in anaerobic environment and other conditions that minimize exposure time; in addition, the turbidimeter can directly read the turbidity in the hole and generate migration after reading the turbidity. Sequence files are picked up by the liquid station for microorganisms picked up by the liquid transfer station. The present invention is based on the screening method provided by the automatic bacterial screening instrument for acquiring single strain. By using the automatic bacterial screening instrument, a single strain is separated from a complex sample and a single strain with obvious growth is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种自动挑菌仪及微生物筛选方法
本专利技术涉及一种自动挑菌仪及其微生物筛选方法，尤其涉及一种微生物的高通量培养和筛选的挑菌仪以及使用该挑菌仪筛选微生物的方法。
技术介绍
移液工作站是一种可自动进行高通量液体试剂转移、稀释的仪器。其可根据微孔板类型和有意义孔位的设定来自动完成转移、稀释和分配等工作。该设备在微生物的高通量培养和筛选工作中具有重要的价值，通过采用酶标仪等仪器对微孔板每个孔位进行读值，然后根据读取的结果和阈值来确定微生物生长情况，再人工设定需要抽取和转移的孔位，这样就大大增加了工作时间。当培养物必须要在厌氧环境或是其他要尽量减少暴露时间的情况下，酶标仪读取然后进行转移这个过程就可能造成培养物的破坏。浊度计就能克服这种缺陷，浊度计是测定液体浊度的装置，有散射光式、透射光式和透射散射光式等，统称光学式浊度计。其原理为，当光线照射到液面上，入射光强、透射光强、散射光强相互之间比值和水样浊度之间存在一定的相关关系，通过测定透射光强、散射光强和入射光强或透射光强与散射光强的比值来测定水样的浊度。光学式浊度计有用于实验室的，也有用于现场进行自动连续测定的。目前市面上的酶标仪或者浊度计体积较大，所读取数据也不能被移液工作站直接使用。基于此，需要设计一种自动挑菌仪，结合移液工作站和浊度计，实现高效的分离工作，同时在厌氧环境或是其他要尽量减少暴露时间也可快速准确高效地筛选微生物。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术的目的是提供一种自动挑菌仪及其微生物高通量筛选方法，该设备能快速高效的培养和筛选微生物，方便研究者使用。为了实现以上目的，本专利技术提供了一种自动挑菌仪，包括：移液工作站，所述移液工作站包括液体抽吸模块和Y轴托盘，所述液体抽吸模块安装在移液工作站的上壳体内，液体抽吸模块由X轴驱动器带动实现X轴移动，所述Y轴托盘安装在移液工作站底端的载物板上，Y轴托盘由Y轴驱动器带动实现Y轴移动，所述Y轴托盘上设有多个板位区，位于左下角的板位区为中空结构。该移液工作站的液体抽吸模块可以对液体进行抽吸，通过在X轴移动，实现液体的转移和稀释。浊度计，所述浊度计安装在左下角的板位区外侧，所述浊度计包括由步进电机带动实现Y轴移动的U型臂，Y轴托盘位于所述U型臂的上下壁杆间，所述U型臂的上下壁杆上分别设有发射器和与发射器配合的接收器。工作时，左下角的板位区放置有微孔板，微孔板为透明的结构，U型臂在X轴方向移动，每到达微孔板的一个孔时，发射器发出的光线经微孔板孔内的液体后，被接收器接收，根据接收器接收到的信号，控制系统计算孔内液体的浑浊度，进而得知微孔板每个孔内部微生物生长情况。控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器与移液工作站和浊度计的信号连接，控制器为常规的单片机，植入程序控制移液工作站和浊度计的运行；具体的，对于移液工作站，控制液体抽吸模块的液体抽吸，控制X轴驱动器带动液体抽吸模块在X轴方向移动，控制Y轴驱动器带动Y轴托盘在Y轴方向移动；对于浊度计，控制发射器发射光线，根据接收器的接收信息，并计算微孔中液体的浑浊度，控制步进电机带动U型臂在Y轴方向移动读取微孔中液体信息。进一步的是，所述浊度计还包括构成浊度计骨架的左侧板、右侧板、底板、前连接板和后连接板，所述步进电机和U型臂位于骨架内，所述骨架上侧设有遮光罩，对骨架内的部件遮光处理，使接收器能顺利地接收发射器发出的信号，防止外界光线干扰影响接收器接收发射器发出的光线，进而影响对微孔中液体浑浊度的判断。进一步的是，所述左侧板和右侧板间设有螺杆和限位杆，所述步进电机通过传动齿轮连接螺杆，所述螺杆穿过U型臂下侧的螺纹孔与U型臂螺纹连接，所述限位杆穿过U型臂下侧的通孔。通过螺杆将回转运动变换为直线运动，运动准确性高，且有很大的降速比，结构简单，制造方便，工作平稳，无噪声，可以传递很大的轴向力；限位杆使U型臂只能沿螺杆的长度方向运动，防止U型臂随着螺杆旋转，使U型臂精准地扫描U型臂间的微孔板；传动齿轮为减速齿轮组合，使步进电机的高速转动经传动齿轮转化变为螺杆的低速转动。进一步的是，所述后连接板上靠近左侧板端设有初始位传感器，所述底板上设有控制电路板，右侧板上设有连接控制电路板的USB接口。在未开始读取微孔板时，U型臂初始化回到初始位传感器处，在无光照和光照无板下接收器接收发射器的信号，由控制系统换算，定位透色度的零点和满点，用于后面计算光照透射率；控制电路板上安装有浊度计的控制电路，控制电路控制接收器、发射器和步进电机的运行，将接收器采集的光信号经过处理换算成液体的浑浊度，控制电路并与控制系统信号连接，受控制系统控制，控制系统根据返回的液体浑浊度信息，会自动的生产挑取文件；USB接口用于浊度计与外部设备的连接和通讯。进一步的是，所述发射器采用600-605nmLED及透镜组进行发射光准直或是带有准直透镜的650nm半导体激光器，这是根据经典微生物浓度检测使用OD600和OD660选择的；所述接收器采用CdS光敏电阻，由于整合在移液工作站上的浊度计所处环境杂散光较多，采用光电池作为接收器容易被环境光饱和，故采用CdS光敏电阻，其具有较好的浓度信号线性特征。进一步的是，所述液体抽吸模块包括多个移液头，所述移液头由抽吸杆带动实现液体的抽吸。液体抽吸模块的原理类似针筒抽吸，由抽吸杆上下运动，使移液头抽吸托盘上的液体，移液头还可以在竖直方向移动，通过移液头抽吸液体，移液头抽吸液体由控制系统控制，使移液工作站可以进行液体试剂的转移和稀释，方便微生物的高通量筛选。进一步的是，所述载物板上设有废料槽，废料槽为倾斜结构，用完废弃后的液体直接倒在废弃槽内，由废弃槽排出。本专利技术提供了一种自动挑菌仪的微生物筛选方法，该方法用于单个菌株的获取，包括以下步骤：步骤S1，准备原始样品，用自动挑菌仪的移液工作站将原始样品稀释，将稀释后的原始样品加入培养基，得到培养基样品，用自动挑菌仪的移液工作站将培养基样品分装到微孔板的微孔中。这里的原始样品为为复杂样品，原始样品包含了多个菌株，本方法的目的是在复杂样品中获取目标单个菌株。步骤S2，将微孔板内的培养基样品，在目标菌株生长的温度下恒温培养至目标菌株生长。目标菌株指的是需要获取的单个菌株，目标菌株在该菌株适宜生长的温度下培养一段时间后，目标菌株生长；目标菌株的适宜生长温度和培养天数由本领域的技术人员获知该菌株的名称后，查询该菌株的常规生长环境确定。步骤S3，将培养完成的培养基样品，用自动挑菌仪上的浊度计，读取微孔板上每个微孔中培养基的浊度值，并生成挑取文件。步骤S4，自动挑菌仪根据挑取文件中浊度计检测结果，设定移液工作站挑菌最小OD值，移液工作站对大于最小OD值的微孔中的培养基进行挑取，即选择微生物已生长的微孔中的培养基进行挑取，得到单个菌株。进一步的是，本专利技术提供的微生物筛选方法步骤S3中，浊度计读取微孔板上每个微孔中培养基的浊度值包括以下步骤：步骤S31，将微孔板放置于Y轴托盘的左下角位，浊度计的U型臂初始化回到初始位传感器处，并读取无光照和光照无板时的信号，定为透射度的零点和满点，用于计算透射率；步骤S32，Y轴托盘向浊度计方向移动，当移动到微孔板的第一排孔处于U型臂下部的光源正上方后停止移动，然后U型臂按照设定的程序由初始位置向远端逐步移动，每到达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动挑菌仪，其特征在于，包括：移液工作站(1)，所述移液工作站(1)包括液体抽吸模块(11)和Y轴托盘(12)，所述液体抽吸模块(11)安装在移液工作站(1)的上壳体(13)内，液体抽吸模块(11)由X轴驱动器(14)带动，所述Y轴托盘(12)安装在移液工作站(1)底端的载物板(15)上，Y轴托盘(12)由Y轴驱动器(16)带动，所述Y轴托盘(12)上设有多个板位区(17)，位于左下角的板位区(17)为中空结构；浊度计(2)，所述浊度计(2)安装在左下角的板位区(17)外侧，所述浊度计(2)包括由步进电机(201)带动的U型臂(202)，Y轴托盘(12)位于所述U型臂(202)的上下壁杆间，所述U型臂(202)的上下壁杆上分别设有发射器(203)和与发射器(203)配合的接收器(204)；控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器与移液工作站(1)和浊度计(2)的信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动挑菌仪，其特征在于，包括：移液工作站(1)，所述移液工作站(1)包括液体抽吸模块(11)和Y轴托盘(12)，所述液体抽吸模块(11)安装在移液工作站(1)的上壳体(13)内，液体抽吸模块(11)由X轴驱动器(14)带动，所述Y轴托盘(12)安装在移液工作站(1)底端的载物板(15)上，Y轴托盘(12)由Y轴驱动器(16)带动，所述Y轴托盘(12)上设有多个板位区(17)，位于左下角的板位区(17)为中空结构；浊度计(2)，所述浊度计(2)安装在左下角的板位区(17)外侧，所述浊度计(2)包括由步进电机(201)带动的U型臂(202)，Y轴托盘(12)位于所述U型臂(202)的上下壁杆间，所述U型臂(202)的上下壁杆上分别设有发射器(203)和与发射器(203)配合的接收器(204)；控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器与移液工作站(1)和浊度计(2)的信号连接。2.根据权利要求1所述的一种自动挑菌仪，其特征在于，所述浊度计(2)还包括构成浊度计骨架的左侧板(205)、右侧板(206)、底板(207)、前连接板(208)和后连接板(209)，所述步进电机(201)和U型臂(202)位于骨架内，所述骨架上侧设有遮光罩(210)。3.根据权利要求2所述的一种自动挑菌仪，其特征在于，所述左侧板(205)和右侧板(206)间设有螺杆(211)和限位杆(212)，所述步进电机(201)通过传动齿轮(213)连接螺杆(211)，所述螺杆(211)穿过U型臂(202)下侧的螺纹孔与U型臂(202)螺纹连接，所述限位杆(212)穿过U型臂(202)下侧的通孔。4.根据权利要求3所述的一种自动挑菌仪，其特征在于，所述后连接板(209)上靠近左侧板(205)端设有初始位传感器(214)，所述底板上(207)设有控制电路板(215)，右侧板(206)上设有连接控制电路板(215)的USB接口(216)。5.根据权利要求4所述的一种自动挑菌仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：承磊，王权，周正，蔡颖鹏，曾碗秋，王琼，张雪，
申请(专利权)人：农业部沼气科学研究所，佛山市德淙科学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51